第一篇:物理:3.5《力的分解》教案(新人教版必修1)
3.5 力的分解
整體設計
力的分解是力的合成的逆運算.要使學生理解平行四邊形定則既是力的合成規律也是力的分解規律,力的合成中已知兩個分力作出的平行四邊形是唯一的,求出的合力也是唯一的.已知一個力求它的分力則可以作出無數個平行四邊形,因此有無數個解.本節內容就是利用例題來說明如何根據力的實際效果和需要來分解力的.矢量相加法則則是新引入的內容,主要引導學生理解三角形法則與平行四邊形定則,認識二者的一致性.力的分解也在牛頓第二定律、物體平衡、動量定理、動能定理的理解和應用中起著重要的作用.而矢量的三角形法則和平行四邊形定則也是牛頓第二定律、物體平衡、動量定理、動能定理、電場的疊加、帶電離子在電場中運動這些知識中必不可少的工具,因此要求學生在掌握力的分解的基礎上能熟練應用矢量相加法則.教學重點[來源:學科網ZXXK]
1.理解力的分解是力的合成的逆運算,利用平行四邊形進行力的分解.2.如何判定力的作用效果及分力之間的確定.教學難點
1.力的分解方法及矢量相加法則.2.力分解時如何判斷力的作用效果及確定兩分力的方向.時間安排
1課時 三維目標
知識與技能
1.了解分力的概念,清楚分解是合成的逆運算.2.用平行四邊形定則作圖并計算.3.了解力的分解具有唯一性的條件.4.能應用力的分解分析生產生活中的問題.過程與方法
1.強化“等效替代”的思想.2.掌握根據力的效果進行分解的方法.情感態度與價值觀
1.激發學生參與課堂活動的熱情.2.培養學生將所學知識應用于生產實踐的意識和勇氣.課前準備
多媒體課件、彈簧秤若干,細繩套、橡皮筋若干,圖釘、白紙、長塑料板、鐵塊、能活動的木板等.教學過程
導入新課
情景導入
觀察一下生活中有哪些類似的情況,可以用一個力來代替多個力來達到同樣的效果,想一下,為什么有時人們不用一個力去做而要用多個力來做呢?使用吊車的時候大家觀察一下釣鉤是不是用一根鋼絲吊著?如圖3-5-1.[來源:Z+xx+k.Com]
課件展示:
圖3-5-1[來源:學&科&網Z&X&X&K]
根據圖片可以看出,其實吊車的釣鉤不是用一根鋼絲吊著的,而是用幾根鋼絲共同吊著,這又是為什么呢?
實驗導入
1.用兩細繩懸掛一鐵球,在細線的夾角逐漸增大的過程中細線斷掉了,這是怎么回事呢?
2.找兩名力氣比較大的同學上臺進行拔河比賽,再成鮮明對比地請一位個子小的女同學上臺,交給她一個艱巨的任務,即要求她一個人拉動兩個人.教師指導讓小個子女同學在繩子中間用力一拉,兩位大力士都被拉動了.一名弱小女子能拉動兩名大力士,這又是怎么回事呢? 推進新課
一、力的分解
上一節課我們學習了力的合成,知道了什么是合力,什么是分力,什么是力的合成,及力的合成遵循的法則,下面我們來一起回顧一下這些內容.師生回憶討論以上問題.(設計意圖:1.回憶舊知,推進新知;2.調動學生課堂積極性)[來源:Zxxk.Com]
總結:如果原來幾個力產生的效果跟一個力產生的效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力;那幾個力就叫做這個力的分力,求幾個力的合力叫做力的合成.下面回憶一下驗證力的平行四邊形定則的實驗.【演示實驗】
在演示板上先用一個彈簧秤(力F)把橡皮繩的結點拉到O點,然后再用三個或四個彈簧秤沿不同方向拉結點到O.問題:這個實驗說明了什么呢?[來源:Z。xx。k.Com]
結論:幾個力共同作用的效果與F的作用效果相同.明確:幾個力共同作用的效果如果跟原來一個力產生的效果相同,那么這幾個力就叫做原來那幾個力的分力.求幾個力的合力的過程叫做力的合成;而求一個已知力的分力叫做力的分解.力的分解是力的合成的逆運算,力的分解也是遵循平行四邊形定則的.我們知道不論有多少個共點力都可以用一個合力來等效替代,換句話說也就是:力的合成是唯一的.那么力的分解是否也是唯一的呢?
【學生實驗】
不給學生任何限制,同學間可以自由組合,只要把橡皮繩的結點拉到O點即可.通過實驗我們發現,可以用多組不同的力來達到同樣的效果.也就是說力的合成是唯一的,但力的分解卻不是唯一的.那么我們要如何分解一個力呢?
如果沒有其他限制,對于同一條對角線,可以作出無數個不同的平行四邊形.為此,在分解某個力時,常可采用以下方式:按照力產生的實際效果進行分解——先根據力的實際作用效果確定分力的方向,再根據平行四邊形定則求出分力的大小.(放錄像:牛耕地、人拉旅行箱等)
圖3-5-2
問題:各段錄像片有什么共同的物理現象?斜向上的拉力產生了什么樣的效果?如何分解這個斜向上的拉力?
例1放在水平面上的物體受一個斜向上方、與水平面成θ角的拉力F,這個力的作用效果如何?
解析:方向確定,根據平行四邊形定則,分解就是唯一的.[來源:Z§xx§k.Com]
如圖3-5-3所示分解為F1=Fcosθ,F2=Fsinθ.力F有水平向前拉物體和豎直向上提物體的效果,那么F的兩個分力就在水平方向和豎直方向上.圖3-5-3
討論:當θ=0°時,F水平,只有向前拉的效果;當θ=90°時,F豎直,只有向上提的效果.θ越小,向上提的效果越小.例2物體放在傾角為θ的斜面上,物體受到的重力產生什么樣的效果? 解析:方向確定,根據平行四邊形定則,分解就是唯一的.圖3-5-4
如圖3-5-4所示分解為G1=Gsinθ,G2=Gcosθ.在斜面上的人或物體受到豎直向下的重力作用,此重力產生了兩個效果:一個是平行于斜面的方向向下的,使物體沿斜面下滑;另一個是在垂直于斜面的方向上,使物體緊壓斜面(給學生強調這個力并不是物體對斜面的壓力).應用
1.公園的滑梯傾角為什么比較大呢?
2.為什么高大的立交橋要建有很長的引橋?
教師課件展示實物圖,學生分組討論.教師總結:θ越大G1就越大,滑梯上的人就較容易下滑.長長的引橋可以減小上坡的傾角,因為θ越大G1就越大.車輛上坡艱難而下坡又不安全.活動:教師實物展示并引導學生解釋“劈”的工作原理.課堂訓練
1.一光滑小球放在傾角為θ的光滑斜面和豎直的擋板之間,其重力產生什么樣的效果?
解析:兩分力方向確定了,分解是唯一的.如圖3-5-5所示,可以分解為兩個力:G1=Gtanθ,G2=G/cosθ.[來源:Z。xx。k.Com]
小球因為有重力,沿垂直于斜面產生緊壓斜面的作用效果;在沿水平方向上產生壓緊擋板的效果.圖3-5-5
2.(1)如圖3-5-6甲,小球掛在墻上,繩與墻的夾角為θ.繩對球的拉力F產生什么樣的作用效果,可以分解為哪兩個方向的分力來代替F?
(2)如圖3-5-6乙,如果這個小球處于靜止狀態,重力G產生什么樣的作用效果,可以分解為哪兩個方向的分力來代替G?
圖3-5-6
解析:(1)球靠在墻上處于靜止狀態.拉力產生向上提拉小球的效果、向左緊壓墻面的效果.分力的方向確定了,分解就是唯一的.F的分力,在豎直方向的分力F1來平衡重力,在水平方向的分力F2來平衡墻對球的支持力.如圖3-5-7所示分解為F1=Fcosθ,F2=Fsinθ.圖3-5-7
(2)重力G產生兩個效果,一個沿F1的直線上的分力G1來平衡F1,一個沿F2的直線方向上的分力G2來平衡F2.G1=G/cosθ,G2=Gtanθ.總結:1.求一個已知力的實際分力的方法步驟:
(1)根據物體(結點)所處的狀態分析力的作用效果;
(2)根據力的作用效果,確定兩個實際分力的方向;
(3)根據兩個分力的方向畫出平行四邊形;
(4)由平行四邊形利用幾何知識求兩個分力.2.力的分解的幾種常見情形:
(1)已知合力和兩分力的方向.(類似于已知兩角夾邊可以確定三角形)
(2)已知合力F和一個分力F1.(類似于已知兩邊夾角可以確定三角形)
以上兩種情形有唯一解.(3)已知合力F和一個分力F1的方向(F1與F的夾角為θ)及分力F2的大小.作圖討論:當F2=Fsinθ時有唯一解;當F2
學生作圖討論:當三力的大小滿足任意兩力之和大于第三個力,任意兩力之差小于第三個力,有唯一解.二、矢量相加的法則
問題:力是矢量,求兩個力的合力時,能不能簡單地把兩個力的大小相加呢?
教師可以引導學生實例討論.結論:不能簡單地把兩個力的大小相加,而要按平行四邊形定則來確定合力的大小和方向.凡是矢量在合成與分解時都要遵循平行四邊形定則.根據平行四邊形的性質推導出矢量合成的三角形法則.在求三個或三個以上的共點力的合力時,可采用矢量相加的三角形法則.如圖3-5-8(a)所示,求F1、F2、F3、F4這四個共點力的合力,可不必用平行四邊形定則將它們逐個合成,而是將表示這些力的矢量依次首尾相接,那么從第一個力矢量的始端到最后一個力矢量的末端的矢量就表示這幾個共點力的合力.對同一直線上的矢量進行加減時,可沿著矢量所在直線選定一個正方向,規定凡是方向跟正方向相同的矢量都取正值,凡是方向跟正方向相反的矢量都取負值,這樣便可將矢量運算簡化為代數運算.矢量的正負僅表示矢量的方向,不表示矢量的大小.如-10 N的力比5 N的力大,而不能機械套用數學中正數一定大于負數的結論.不在同一直線上的矢量,則不能用正、負表示方向.圖3-5-8 課堂訓練
如圖3-5-9所示,有五個力作用于一點P,構成一個正六邊形的兩個鄰邊和三條對角線,設F3=10 N,則這五個力的合力大小為()
[來源:學*科*網Z*X*X*K] 圖3-5-9
A.10(2+2)N
B.20 NC
.30 N
D.0
解析:依據平行四邊形定則,可知F1與F4的合力與F3大小相等,F2與F5的合力與F3大小相等.因此答案選擇C.答案:C 課堂小結
這節課主要學習了力的分解.力的分解從理論上按照平行四邊形定則分解是無數組的,實際分解時一般是根據合力的作用效果操作的.要求同學掌握矢量的運算法則:平行四邊形定則和三角形法則.布置作業
1.教材第67頁“問題與練習”1、2、3題.2.觀察一下生活中哪些地方是用分解力的方法來工作的,這樣做有什么好處.[來源:學科網]
板書設計 5 力的分解
一、力的分解
1.概念:求一個已知力的分力叫做力的分解
2.力的分解的幾種常見情形
3.有唯一解的力的分解
二、矢量的相加法則
平行四邊形定則
三角形法則
活動與探究
課題:斜面上小車重力的分解
器材:一把30 cm長的塑料直尺作斜面、小車、彈簧秤
步驟:調整好實驗裝置后按下列順序進行
①被分解的力——小車的重力;
②物體的受力情況——物體、斜面、彈簧秤;
③分析被分解力的作用效果——壓斜面、拉彈簧;
④確定分解方案——沿斜面正交分解;
⑤測分力大小;
⑥按平行四邊形定則作力的圖示;
⑦從力的圖示中測定重力.改變斜面的角度,調整好裝置后再重復上面的步驟.習題詳解
1.解答:如圖3-5-10所示:
圖3-5-10
F2=F?F1=300 N
F2與F的夾角為θ,tanθ=22F14=得θ=53°.F
32.解答:(1)過F的矢端分別作F1、F2的平行線,畫出力的平行四邊形,如圖3-5-11所示,該情況為唯一解.[來源:學。科。網Z。X。X。K]
圖3-5-11
圖3-5-12
(2)連F、F1的矢端AB,并過F的矢端作F1的平行線,即得F2的大小OC,如圖3-5-12,則F2的大小和方向是唯一確定值,這種情況有唯一解.(3)有四種可能情況,用圖示法和三角形知識進行分析.F的矢端與F2的矢端相重合,以F的矢端為圓心,以F2的大小為半徑作圓.①當F2
3.解答:如圖3-5-14所示.圖3-5-14
OC=OA2?OB2=42?52 m=6.4 m
OC與OB的夾角為θ.tanθ=OA=0.8 θ=38.7°.OB設計點評
力的分解是力的合成的逆運算,要使學生理解平行四邊形定則既是力的合成規律也是力的分解規律.所不同的是已知兩個分力求合力作出的平行四邊形是唯一的,求出的合力也是唯一的;已知一個力求它的分力,如果不加以限制的話,作出的平行四邊形有無數個,也就是說有無數組解,所以在對力進行分解時,要加上限制條件,通過例題的教學來說明如何根據一個力產生的實際作用效果和需要對力進行分解.本設計在教學中多舉實例,分解和合成對比,說明如何根據一個力產生的實際效果來確定兩個分力的方向.
第二篇:高中物理《3.5 力的分解》教學案 新人教版必修1
高中物理《3.5 力的分解》教學案 新人教版必修1 學習目標: 理解力的分解和分力的概念。
知道力的分解是力的合成的逆運算,同樣遵循力的平行四邊形定則。會從力的作用的實際效果出發進行力的分解,掌握力的分解的定解條件。
會根據力的平行四邊形定則用作圖法求分力,會用直角三角形的知識計算分力。理解力的正交分解法,會用直角三角形知識計算分力。
學習重點: 理解力的分解是力的合成的逆運算,會利用平行四邊形進行力的分解。學習難點: 力的分解的定解條件的確定。主要內容:
一、分力
幾個力,如果它們共同產生的效果跟作用在物體上的一個力產生的效果相同,則這幾個力就叫做那個力的分力(那個力就叫做這幾個力的合力)。
注意:分力與合力是等效替代關系,其相同之處是作用效果相同;不同之處是不能同時出現,在受力分析或有關力的計算中不能重復考慮。
二、力的分解
求一個已知力的分力叫做力的分解。
1.力的分解是力的合成的逆運算。同樣遵守力的平行四邊形定則:如果把已知力F作為平行四邊形的對角線,那么,與力F共點的平行四邊形的兩個鄰邊就表示力F的兩個分力F1和F2。2.力的分解的特點是:同一個力,若沒有其他限制,可以分解為無數對大小、方向不同的力(因為對于同一條對角線.可以作出無數個不同的平行四邊形)。
通常根據力的作用效果分解力才有實際意義。3.按力的效果分解力F的一般方法步驟:(1)根據物體(或結點)所處的狀態分析力的作用效果
(2)根據力的作用效果,確定兩個實際分力的方向;(3)根據兩個分力的方向畫出平行四邊形;
(4)根據平行四邊形定則,利用學過的幾何知識求兩個分力的大小。也可根據數學知識用計算法。
例如,物體重G,放在傾角為θ的斜面上時,重力常分解為沿斜面向下的分力F1=Gsinθ(表
示重力產生的使物體沿斜面下滑的效果)和垂直斜面向下的分力F2=Gcosθ(表示重力產生的使物體緊壓斜面的效果)
【例一】在傾角θ=30o的斜面上有一塊豎直放置的擋板,在擋板和斜面之間放有一個重為G=20N的光滑圓球,如圖所示,試求這個球對斜面的壓力和對擋板的壓力。
三、對一個已知力進行分解的幾種常見的情況和力的分解的定解問題 將一個力F分解為兩個分力,根據力的平行四邊形法則,是以這個力F為平行四邊形的一條對角線作一個平行四邊形。在無附加條件限制時可作無數個不同的平行四邊形。這說明兩個力的合力可唯一確定,一個力的兩個分力不是唯一的。要確定一個力的兩個分力,一定有定解條件。1.對一個已知力進行分解的幾種常見的情況 的定解條件
一個力有確定的兩個分力的條件是:1、2、2.力的分解
【例二】試判斷:
(1)若已知兩個分力F1和F2的方向,如圖1所示,F1、F2有唯一解嗎?
(2)若已知一個分力F1的大小和方向,如圖2所示,另一個分力F2有唯一解嗎?(3)若已知兩個分力F1和F2的大小,如圖3所示,F1,F2有唯一解嗎?
【例三】已知某力F的一個分力F1的方向和另一個分力F2的大小,試分析: F2的大小滿足什么條件時,F的兩個分力有唯一解? F2的大小滿足什么條件時,F的兩個分力有兩解? F2的大小滿足什么條件時,F的兩個分力無解?
四、力的正交分解法:
將一個力沿著兩個相互垂直的方向進行分解的方法稱為力的正交分解法。力的正交分解法是力學問題中處理力的最常用的方法。如放在斜面上的物體的重力分解成垂直于斜面與平行于斜面的兩個分力就是采用了力的正交分解法。力的正交分解法的優點:其一,借助數學中的直角坐標系(x,y)對力進行描述;其二,幾何圖形關系簡單,是直角三角形,解直角三角形方法多,容易求解。
正交分解的一般步驟: 建立xOy直角坐標系
將所有力依次向x軸和y軸上分解為Fx1、Fx2??,Fy1、Fy2?? 分別求出x軸和y軸上的合力Fx、Fy 求出合力F,大小F?Fx2?Fy2 方向tan??FyFx
【例四】大小均為F的三個力共同作用在O點,如圖,F1與F2、F2與F3之間的夾角均為60o,求合力。
【例五】如圖,從正六邊形ABCDEF的一個頂點A向其余五個頂點作用著五個力F1、F2、F3、F4、F5,已知F1=f,且各個力的大小跟對應的邊長成正比,用正交分解法求這五個力的合力大小和方向。
課堂訓練: 1.一重為G的物體放在光滑斜面上,受到斜面的彈力FN,如圖所示,設使物體沿斜面下滑的力為F1,則()A.F1是FN與G的合力 B.F1是G沿斜面向下的分力 C.G分解為F1和物體對斜面的壓力F2
D.物體受到G、FN、F1和使物體垂直于斜面壓緊斜面的力F2 2.下列有關合力與分力的說法,正確的是()A.分力總是小于合力 B.對力進行正交分解時,分力總是小于合力 C.將5 N的力進行分解,可以得到50 N的分力 D.將5 N的力進行分解,不可以得到1 N的分力
3.如右圖示,一個半徑為r,重為G的圓球被長為r的細線AC懸掛在墻上,課后作業: 1.在一個已知力的分解中,下列情況中具有唯一一對分力的是()
A.已知一個分力的大小和方向 B.已知一個分力的大小和另一分力的方向
C.已知兩個分力的大小 D.已知兩個分力的方向,并且不在一條直線上 2.將一個力F分解為兩個不為零的力,下列哪種情況是不可能的()A.兩個分力與F都在一條直線上 B.兩個分力與F間的夾角都大于90o C.一個分力的大小與F的大小相同 D.一個分力與F間的夾角為90 o 3.下列有關說法正確的是()
A.一個2N的力能分解為7N和4N的兩個分力 B.一個2N的力能分解為7N和9N的兩個分力 C.一個6N的力能分解為3N和4N的兩個分力 D.一個8N的力能分解為4N和3N的兩個分力
4.已知力的大小為10N,將此力可分解成如下()
A.3N、3N B.6N、6N C.100N、100N D.500N、500N 5.已知力F的一個分力F1跟F成30o角,大小未知,另一個分力F2的大小為知,則F1的大小可能是()A.
3F,方向未33323F B.F C.F D.3F 3234
6.在光滑斜面上自由下滑的物體受到的力是()
A.重力和斜面的支持力 B.重力、下滑力和斜面支持力 C.重力、下滑力和正壓力 D.重力、下滑力、支持力和正壓力 7.在水平木板上放一個小鐵塊,逐漸抬高木板一端,在鐵塊下滑前的過程中,鐵塊受到的摩擦力F和鐵塊對木塊的正壓力FN的變化情況是()
A.F和FN都不斷增大 B.F增大,FN減小 C.F減小,FN增大 D.F和FN都減小
*8.如圖示,已知力F和一個分力F1的方向的夾角為θ,若使另一個分力F2的值最小,則F2大小為______________。
*9.如圖,位于水平地面上的質量為M的小木塊,在大小為F、方向與水平方向成a角的拉力作用下沿地面作勻速直線運動。求: 地面對物體的支持力?
木塊與地面之間的動摩擦因數?
閱讀材料: 帆船逆風前進
很難想象帆船怎樣能夠逆著風前進。水手的確會告訴你們,正頂著風駕駛帆船是不可能的,帆船只能在跟風的方向成銳角的時候前進。可是這個銳角很小——大約只有直角的四分之一,大約是22°,——不管是正頂著風或者成22°的角度,看來是同樣難以理解的。
可是實際上,這兩種情形不是沒有區別的。我們現在來說明帆船是怎樣跟風向成小角度逆著風前進的。首先,讓我們看風一般是怎樣對船帆起作用的,也就是說,當風吹在帆上的時候,它把帆往哪里推。你也許會這樣想,風總是把帆推往它所吹的方向去。然而實際并不是這樣。無論風向哪里吹,它總產生一個垂直帆面的力,這個力推動著船帆。且讓我們假定風向就是箭頭所指的方向。AB線代表帆。因為風力是平均分布在全部帆面上的,所以我們可以用R來代表風的壓力,它作用在帆的中心。把這力分解成兩個:跟帆面垂直的力Q和跟帆面平行的力P。力P不能推動帆,因為風跟帆的摩擦太小了。剩下的力Q依著垂直帆面的方向推動著帆。
懂得了這點,就容易懂得為什么帆船能夠在跟風向成銳角的情況下過著鳳前進了。讓我們用KK線代表船的龍骨線。風照箭頭所表示的方向成銳角吹向這條線。AB線代表帆面,我們把帆轉到這樣的位置,使帆面剛好平分龍骨的方向和風的方向之間的那只角。現在看力的分解。風對帆的壓力,我們用力Q來表示,這個力,我們知道應當是跟帆面垂直的。把這個力分解成兩個力:使力R垂直龍骨線,力S順著龍骨線指向前面。因為船朝力B的方向運動的時候,是要遇到水的強大的阻力的(帆船的龍骨在水里很深),所以力R幾乎全部被抵消了。剩下的只
是指向前面的力S在推動船,因而,船是跟風向成著一個角度在前進,好象在逆風里一樣。這種運動通常總采取“之”字形路線那樣。水手們把這種行船法叫做“搶風行船”。
第三篇:物理:必修1全套教案之《力的分解`》
高考資源網(www.tmdps.cn),您身邊的高考專家
第三章
相互作用
第五節
力的分解
教學目標
一、知識目標:
1.理解力的分解和分力的概念
2.理解力的分解是力的合成的逆運算,會用作圖法求分力,會用直角三角形的知識計算分力。
二、能力目標:
從物體的受力情況分析其力的作用效果,培養學生分析問題、解決問題的能力。
三、德育目標
力的合成和分解符合對立統一規律。
教學重點
理解力的分解是力的合成的逆運算,利用平行四邊形法則進行力的分解。
教學難點
如何判定力的作用效果及分力之間的確定
教學方法
實驗法、類推法
教學用具
有關知識的投影片
課時安排
1課時
教學過程
一、導入新課
在已知分力求合力時,可按平行四邊形法則,惟一地求出平行四邊形對角線所對應的合力。而在已知某力,將它分解為兩個分力時,按平行四邊形法則卻可以有無數組解。但具體到實際當中如何分解呢?我們這節課就來學習力的分解。
二、新課教學:
(一)用投影片出示本節課的學習目標 1.理解力的分解是力的合成的逆運算 2.知道力的分解要從實際情況出發
3.會用圖示法根據實際要求運用平行四邊形定則求分力。
(二)學習目標完成過程
1.請同學閱讀課本,回答:
(1)什么是分力?什么是力的分解?
(2)為什么說力的分解是力的合成的逆運算?
學生:某一個力F,可用F1和F2來代替,那這兩個力叫F的分力。求一個已知力的分力叫力的分解。
力的分解是力的合成的逆運算(因為分力的合力就是原來被分解的那個力),當然應該遵循平行四邊形定則。
老師總結:分力與合力是在相同作用效果的前提下才能相互替換,所以在分解某力時,其各個分力必須有各自的實際效果,比如:形變效果,在這個意義上講,力的分解是唯一的。
例1:放在水平面上的物體受一個斜向上方的拉力F,這個力與水平面成θ角。
歡迎廣大教師踴躍來稿,稿酬豐厚。www.tmdps.cn 高考資源網(www.tmdps.cn),您身邊的高考專家
分析:(1)力F的作用效果有水平向前拉物體和豎直向上提物體的效果,那么副的兩個分力就在水平方向和豎直方向上。
(2)方向確定,根據平行四邊形定則,分解就是唯一的。
(3)如圖所示分解F1=Fcosθ,F2=Fsinθ
例2:物體放在斜面上,那物體受的重力產生有什么樣的效果。
由學生分析:
(1)G方向豎直向下,又不能下落。在垂直于斜面方向產生緊壓斜面的力的作用效果;在沿斜面方向上使物體產生沿斜面向下滑動的效果。
(2)兩分力方向確定了,分解是唯一的。
(3)G1=Fsinθ, G2=Gcosθ
2.鞏固性訓練(出示投影片)
(1)如果圖甲,小球掛在墻上,繩與墻的夾角為θ,繩對球的拉力F產生什么樣的效果,可以分解為哪兩個方向的里來代替F?
(2)如圖乙,如果這個小球處于靜止狀態,重力G產生的效果是什么,如何分解重力G。師生共評:(1)a:球靠在墻上處于靜止狀態,拉力產生向上提拉小球的效果,向左緊壓墻面的效果。分力的方向確定了,分解就是唯一的。
b:F的分力,在豎直方向的分力F1來平衡重力,在水平方向的分力F2來平衡墻對球的支持力。
c:F1=Fcosθ,F2=Fsinθ
師生共評:(1)a:重力G產生兩個效果,一個沿F1的直線上的分力G1來平衡F1,一個沿F2的直線方向上的分力G2來平衡F2。
b:∴G1=G,G2=Ctana cosa歡迎廣大教師踴躍來稿,稿酬豐厚。www.tmdps.cn 高考資源網(www.tmdps.cn),您身邊的高考專家
三、小結
這節課主要學習了力的分解。力的分解從理論上按照平行四邊形定則分解是無數組的。但分力與合力是在相同的作用效果的前提下相互替換,在此意義上分解是唯一的。
四、作業 1.課后習題
2.用兩根輕質的繩子AB和BC吊一個0.5kg的燈如果BC繩處于水平,AB繩與水平夾角為60°,求繩AB和BC所受的拉力。(g=9.8N/kg)
五、板書設計:
?
1、分力?力的分解?
2、分解遵循的定則
?
3、具體分解要根據實際情況按力的作用效果進行分解?
歡迎廣大教師踴躍來稿,稿酬豐厚。www.tmdps.cn
第四篇:3.5 力的分解教案
3.5 力的分解教案
教材分析:
本節為《普通高中物理課程標準》必修模塊“物理Ⅰ”中第二個二級主題“相互作用與運動規律”中所涉及的內容。內容標準中這節有關的條目是:通過實驗理解力的合成與分解,知道共點力的平衡條件,區分矢量和標量,用力的合成與分解分析日常生活中的問題。力的分解是力的合成的逆運算,在上節課的內容基此上,本節內容比較好理解。但要注意在細節方面的討論,關注學生能力上的培養。學情分析:
通過上一節《力的合成》的學習,學生對矢量的計算有初步的認識,力的分解是力的合成的逆運算,學生應該可以想到用平行四邊形定則計算,但是學生對力的作用效果缺少一種理性的認識。高一學生在初次接觸到力的處理方法問題和矢量問題時,不易理解,特別是本節中如何根據實際效果進行力的分解容易糊涂,在教學時應注意觀察學生的接受情況。
一、教學目標:
(一)知識與能力
1.使學生在力的合成的知識基礎上,正確理解分力的概念,理解力的分解的含義。
2.初步掌握根據力的實際作用效果確定分力方向的原則,初步掌握將一個已知力分解為兩個互成角度分力的方法。3.會用三角形定則進行矢量相加。
(二)過程與方法
1.在學習力的分解過程中,培養學生觀察能力,分析能力和概括能力。2.強化“等效替代”的方法。
3.培養運用數學工具解決物理問題的能力。
(三)情感態度與價值觀
培養學生聯系實際,研究周圍事物的習慣,并學會用所學物理知識解決實際問題。
二、教學重點、難點
(一)通過實例深入理解“等效替代”的方法以及分力、力的分解的概念。
(二)通過實例引導學生中結并掌握按力的實際作用效果分解已知力的方法。
三、師生互動活動設計
教師利用拔河比賽游戲提出實際問題,先給學生留下懸念,引發學生的學習興趣,由復習提問引入課題,通過實驗讓學生感知力的實際效果,從而確定出兩個分力的方向,化解了
難點。然后運用平行四邊形定則進行分解.在分解力的同時,訓練學生用作圖法和計算法處理問題,明確力分解的基本思路,解決本節課的重、難點問題.
四、教學步驟:
(一)導入新課
[游戲]拔河比賽——四兩撥千斤
找兩名力氣比較大的同學上臺進行拔河比賽,再成鮮明的對比,請一位比較弱小的女同學上臺,交給她一個艱巨的任務,即要求她一個人拉動兩個人,教師指導,讓一個弱小的女同學在繩子中間用力一拉,兩位大力士都被拉動了形成鮮明的對比。師問:一名弱小的女同學能拉動兩位大力士,這又是怎么回事呢? 師:同學們先別急,學完今天這節課的內容你們就明白了。
(二)新課教學
通過回顧上一節課力的合成,引出力是否也能分解呢?讓學生帶著這一思考,觀察下面圖片:
師:拖拉機對耙的拉力F,會同時產生那些作用效果?
[學生討論]
師:產生兩個作用效果,一個作用效果是使耙克服泥土的阻力向前拉動;另一個作用效果是把耙上提,使他不會插得太深。這兩個效果相當于兩個力分別產生的:一個水平的力使耙前進,一個豎直向上的力使耙上提。這兩個力共同作用在一個物體上產生的效果同原來一個力單獨作用在物體上產生的效果相同。1.什么叫力的分解
(1)分力:幾個力,如果它們產生的效果跟原來一個力產生的效果相同,這幾個力就叫做原來那個力的分力。
[講解]
分力定義中的“原來”二字說明一個力跟它的幾個力并不同時作用在物體上。而是說,當它們作用到同一物體上時,產生的效果相同,可以互相替代。因此,一個力跟它的分力是一種等效替代關系。求一個已知力的分力,我們就稱為力的分解。
注意:幾個分力與原來那個力是等效的,它們可以相互替代,并非同時并存。(2)力的分解:求一個已知力的分力叫力的分解。師:力的分解遵循什么法則呢?
2、力的分解法則:
平行四邊形定則(通過與力的合成類比,得出力的分解法則)。力的分解是力的合成的逆運算,同樣遵循平行四邊形定則。[講解]
前面是已知一個力的大小、方向,在事先確定了它的分力的方向后,用平行四邊形定則進行分解的。如果沒有方向這一條件的限制,僅僅知道一個力的大小和方向,能否進行分解呢? [分析]
同一對角線可作出無數個平行四邊形,同一已知力若不加條件限制可分為無數對大小、方向不同的分力.
教師一定要注意學生是否真的會作平行四邊形,注意學生作圖的順序。
3、實際問題中的力的分解
具體問題中一個力究竟應該怎樣分解呢?先讓我們一起來看看下面兩個實例:(1)、農田耕作時,拖拉機斜向上拉耙。
拖拉機拉著耙,對耙的拉力是斜向上的,這個力產生了兩個效果;一方面使耙克服泥土的阻力前進;另一方面同時把耙往上提,使它不會插得太深。也就是一個力產生了兩個效果(畫出物體的受力示意圖,如下)。師:如果這兩個效果是由兩個力F1、F2產生,使耙克服泥土的阻力前進的效果是由一個水
F5F1F3F4F2F6F平向前的力F1產生;把耙往上提,使它不會插得太深的效果是由一個豎直向上的力F2產生的。那F1、F2與拉力F是怎樣的一種關系?
生:一種等效關系,可以進行等效替換。師:也就是說是分力與合力的關系。
往前拉F往上提等效F1F2往上提FF2
往前拉F1[牢記]:通常按力的作用效果來進行力的分解.
(2)、如圖:將一木塊放到光滑的斜面上,試分析重力的作用效果并將重力進行分解。讓學生分組思考討論。五分鐘后,找學生代表匯報討論結果,教師不作評論,只記下結果。帶領學生觀察視頻文件。
θG師:通過剛才的討論觀察,我們了解到:作用在物體上的重力產生了兩個效果,一是使物體沿斜面下滑,另一個就是使物體與斜面之間發生擠壓。那我們將重力進行分解時就根據重力的實際作用效果把重力分解到沿斜面方向和垂直于斜面的方向,如圖: 師:分析可以看到,上橋時,分力F1阻礙車輛前進,車輛下
F2?Gcos?GθF1?Gsin?橋時,分力F1使車輛運動加快。[注意]:
1)把一個力分解成兩個力,僅是一種等效替代的關系,不能認為在這兩個分力方向上有兩個施力者。2)也不能錯誤地認為F2就是物體對斜面的壓力。
θ3)對物體進行某個力的分解以后,物體實際的受力個數沒有發生變化。[學有所用]:
組織學生觀察圖片并討論:
1)高大的橋為什么要造很長的引橋?2)盤山公路為什么要盤山而造?
4、總結力的分解的一般步驟:
第一步:根據力的作用效果確定兩個分力的方向; 第二步:根據已知合力和兩個分力方向作平行四邊形; 第三步:根據平行四邊形知識確定分力的大小和方向。
5、課堂練習:
(1)豎直墻上固定一個輕支架,橫桿OM垂直于墻壁,斜桿ON跟墻的夾角為θ,在支架的O點掛有一個重為G的物體,如圖所示。怎樣確定桿OM、ON的受力方向和大小?
(本題可以讓一學生單手叉腰,讓另一學生在其肘部豎直向下用力下拉,讓叉腰同學說出感受,親身體驗
這個豎直向下的拉力產生的效果)
OMNθFT1?FTtan?FT2?FT/cos?FT1θFTFT2(2)把一物體掛在互成角度的兩根細繩MO,NO上,已知物體對懸點O的拉力FT物體所受的重力G。如圖所示,怎樣把力FT按其作用效果分解?它的兩個分力的大小、方向如何?
FT2O370M370530NFT1GFT1?FTsin370FT2?FTcos3706、日常生活應用
FT(1)播放Flash資料:巧拉汽車
車陷到泥地里,給你一根繩子,你能把汽車從泥地里拉出來嗎? 方法:用繩子把車綁在樹上,從中間用力拉,使分力大于合力。
(2)通過Flash動畫演示,觀察合力一定條件下分力隨夾角的變化。
(設計說明:分力隨夾角變化是本節課的難點,根據直觀與抽象相結合的原則和學生的認識規律,利用多媒體直觀演示等方法,清晰地展示分力隨夾角變化動態過程,來突破教學難點。)(3)利用所學知識解釋為什么小個子女同學可以“四兩撥千斤”,首尾呼應。
(4)思考與討論:如果讓你來處理索道的技術問題,請問索道設計的繃直還是松一些?
7、對“矢量相加的法則”的學習
通過前面的分析我們已經知道,力是矢量,力的合成和分解都要遵循平行四邊形定則。求兩個力的合力時,不能簡單地把兩個力的大小相加。我們還學習過另外一個矢量——位移,兩個位移的合位移應如何求解呢?引導學生閱讀課文,逐個解決問題。位移相加時仍遵循平行四邊形定則。
從另一個角度來看,兩個位移與它們的合位移又組成一個三角形,閱讀課文,思考討論下面的問題:(l)什么是平行四邊形定則?
(2)三角形定則與平行四邊形定則一樣嗎?(3)什么是矢量?(4)什么是標量? 教師歸納、總結 [說一說]:
一個物體的速度v1在一小段時間內發生了變化,變成了v2,你能根據v1、v2,按照三角形定則找出變化量Δ v嗎?
歸納總結,進一步理解三角形定則,讓學生體會:末矢量總是平行四邊形的對角線,等于初矢量與變化量之和。
8、力的正交分解
在很多問題中,常把一個力分解為互相垂直的兩個分力,特別是物體受多個力作用時,把物體受到的各個力都分解到互相垂直的兩個方向上去,然后求兩個方向上的力的合力,這樣可把復雜問題簡化,尤其是在求多個力的合力時,用正交分解的方法,先將力分解再合成非常簡單.
怎樣去選取坐標呢?原則上是任意的,實際問題中,讓盡可能多的力落在這個方向上,這樣就可以盡可能少分解力.
如圖所示,將力F沿力x、y方向分解,可得:
?Fx?Fcos? ?F?Fsin??y 例題:
放在水平面上的物體受到一個斜向上的拉力F的作用,該力與水平方向夾角為θ,這個力產生兩個效果:水平向前拉物體,同時豎直向上提物體,因此力F可以分解為沿水平方向的分力F1和沿著豎直方向的分力F2,力F1和力F2的大小為:
F1=Fcosθ
F2=Fsinθ
(三)小結并板書
一、力的分解
1.力的分解概念:求一個力分力的過程叫做力的分解.力的分解是力的合成的逆運算 2.分解的原則:根據力的作用效果進行分解 3.例題 4.實例分析
二、矢量的相加法則 1.平行四邊形定則 2.三角形定則
(四)布置作業
1.教材66頁練習上(1)、(2)、(3)題。2.作業卷子。
F2θFF1
第五篇:高中物理 3.5《力的分解》說課稿 新人教版必修1
《力的分解》
說課稿
科目:物 理 姓名:王 敏
用心
愛心
專心
《力的分解》說課稿
一、說教材
(一)教材的地位和作用
“力的分解”是在學生學習了 “力的基礎知識”及“力的合成”之后而編排的。學生通過前面知識的學習,已掌握了合力與分力的等效替代的方法,并通過力的圖示法認識了力的平行四邊形定則,為本節課的學習奠定基礎。
由于分解法是處理力的運算的手段和方法。同時它也為位移、速度、加速度等矢量的分解及牛頓第二定律的應用奠定了基礎。并且它對矢量運算普遍遵從的規律“平行四邊形定則”作了更加深入的應用。所以說本節內容具有基礎性和預備性。
(二)教學目標
為了以學生的發展為本,全面提高學生的科學素養,我結合新課程標準理念,提出了三維教學目標。
1.知識目標:理解分力的概念及力的分解的含義,知道力的分解遵守平行四邊形定則并能根據具體情況去分解作圖并計算出分力
2.過程與方法:強化“等效代替”的物理思維方法,培養觀察、實驗能力,培養學生分析問題和解決問題的能力。
3.情感目標:培養學生參與課堂活動的熱情,培養學生將所學知識應用于解決實際問題的意識和勇氣
(三)教學重點和難點
教學重點是:掌握運用平行四邊形定則進行力的分解方法。
教學難點是: 力分解時如何判斷力的作用效果及確定兩分力的方向。
二、教法與學法
針對本節課的特點,我采用實驗體驗、問題討論式教學法。通過讓學生觀察實驗、實驗探究、分組交流等,讓學生體驗、感受,形成直覺思維,既能突破難點,同時也會留下深刻印象。另外巧用評價,激活學生內動力。讓學生在學習的過程中體驗到成功的喜悅。
三、教學過程
基于以上分析,為使本堂課圍繞重點、突破難點,同時讓學生在課堂教學中能力得到提高,我設計如下教學過程:
(一)新課引入
創設情景(演示實驗)
演示實驗:處于水平臺秤上的物體受到斜向上的拉力F 的作用時,學生觀察稱的示數變化情況。讓學生感知,稱的示數減小,物體沿水平面運動,說明斜向上的拉力同時產生了向前向上拉的效果。
并進一步闡述,這兩個效果相當于兩個力產生的,一個水平力F1 使物體前進,一個豎直向上的力F2 把物體向上提,F 可以用 F1 和 F2 來代替,力 F1 和 F2 就叫做 F 的分力,從而引入什么叫力的分解:求一個已知力的分力叫力的分解。1.力的分解 因分力的合力就是原來被分解的那個力,所以力的分解是力的合成的逆運算,同樣遵守平行四邊形定則 2.用心
愛心
專心
可以找幾個學生板演。題后讓學生體會“將教材放在手掌上,手掌斜向下,有何感覺?”對本知識加深理解。
聯系實際:兩個題后讓學生閱讀教材,第一段和最后一段(拖拉機拉耙耙地,車輛上橋、下橋),深挖教材的編寫意圖。并利用所學的知識討論下面兩個問題:(1)公園的滑梯傾角為什么比較大?(2)為什么高大的立交橋要建有很長的引橋?
3.為進一步讓學生通過視覺和觸覺去感知力的作用效果。將全班學生分成兩組做探究實驗。
第一組:利用身邊的器材細繩、鉛筆。
第二組:請同學們將手撐在腰間,另一同學向下拽該同學的肘關節。
待實驗探究結束之后每組請同學清晰地表達出自己的設計方案和感受。接著讓全班同學利用力的示意圖表示出拉力的作用效果。并選出各種不同的結論利用展示臺展示給大家看,對各種不同結論逐一分析給學生聽講解錯誤了原因、正確的理由。
設計意圖:培養學生利用所學知識去解決生活中實際問題的能力。
(四)歸納總結:對于物體具體的受力分解一般按照實際的作用效果去分解。
四、課堂小結與作業
小結: ①根據力的實際效果進行力的分解。②根據力的平行四邊形定則計算分力的大小。
布置作業:70頁的第2、第3題
五、課堂練習
(1)如圖,力F=50N 作用于放在水平面上的物體,F 與水平成37°角,如果根據F 的作用效
用心
愛心
專心
果將它分解成兩個力,那么較小的的分力 F1=________N,較大的分力 F2=________N。(要求畫出力的分解圖,已知 sin37° =0.6,cos37°=0.8)
(2)如圖,某同學把放在斜面上的木箱的重力分解為F1 和F2 兩個力,F1平行于斜面向下,F2 垂直于斜面向下,下列關于這兩個力的說法中,正確的是()A.F1 是木箱受的力
B、F2 是斜面受的壓力
C、F2 是木箱受的力
D、F1、F2 均不是物體受的力,也不是斜面受的力
板書設計
①力的分解的概念
②根據力的實際效果進行力的分解。③根據力的平行四邊形定則計算分力的大小。
過程設計自我評價:
在整個教學過程中,我通過創設情景來不斷引導學生學習,培養學生的觀察實驗、分析以及解決問題的能力,而我自己在課堂中只起設置情景、主持、激勵的作用,使學生真正成為學習的主人。從而創造一個充滿活力的課堂,讓學生從生活走進物理,從物理走進生活。
用心
愛心
專心